鄭建明

（吉林化工學(xué)院信息與控制工程學(xué)院 吉林市龍?zhí)秴^(qū) 132022）

引言

礦山開(kāi)采對(duì)于環(huán)境的影響較大，從地表表征來(lái)看，露天開(kāi)采直接對(duì)地形地貌造成巨大破壞，開(kāi)采范圍內(nèi)原始地貌完全被破壞，而且開(kāi)采結(jié)束后的臺(tái)階后期還存在崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。而對(duì)于地下開(kāi)采，如果采用充填法開(kāi)采，對(duì)地表的破壞較小，特別是開(kāi)采深度較大時(shí)，幾乎不會(huì)對(duì)地表造成影響；采用空?qǐng)龇ㄩ_(kāi)采時(shí)，采空區(qū)又不進(jìn)行充填時(shí)，勢(shì)必對(duì)地表造成影響，一般情況下會(huì)產(chǎn)生巖石移動(dòng)，開(kāi)采礦體厚度較大時(shí)還可能造成塌陷。采用崩落法開(kāi)采時(shí)，就一定會(huì)造成地表塌陷，其對(duì)地貌的破壞性不亞于露天開(kāi)采。

礦山開(kāi)采造成的地表破壞如何進(jìn)行有效復(fù)墾，學(xué)者們進(jìn)行了各種研究，但沒(méi)有統(tǒng)一的放之四海皆準(zhǔn)的方案。

東溝礦為露天轉(zhuǎn)地下開(kāi)采，復(fù)墾難度較大，本課題重點(diǎn)研究如何對(duì)其進(jìn)行復(fù)墾以及各階段如何有效銜接。

1 礦山現(xiàn)狀

東溝礦共三個(gè)礦組，1礦組地表露天采坑深部已形成部分崩塌區(qū)，目前崩塌區(qū)東西長(zhǎng)約85m，南北長(zhǎng)約115m，深度約37m。井下現(xiàn)有626m、578m、518m、458m和398m共5個(gè)中段，其中626m中段廢棄。

在2c號(hào)勘探線(xiàn)附近、巖移界線(xiàn)25m以外下設(shè)置有明豎井，該豎井為罐籠井?，F(xiàn)有豎井井口為677.87m，井底標(biāo)高458m，井深233.87m（含14m井底水窩），井凈斷面直徑φ5.0m，該豎井做為提升井，提升礦石及廢石、人員、材料和設(shè)備，并兼作為入風(fēng)井及安全出口。

盲斜井位于458m中段內(nèi)、2a號(hào)勘探線(xiàn)附近、巖石移動(dòng)界線(xiàn)20m外，傾角25°，井口標(biāo)高458m，井底標(biāo)高398m，高度60m，井筒凈斷面為9.27m2。

在1號(hào)勘探線(xiàn)東北側(cè)、巖移界線(xiàn)外約20m設(shè)有風(fēng)井1條，井筒直徑φ3.5m。

2、3礦組已閉坑。

2 開(kāi)發(fā)方案簡(jiǎn)述

設(shè)計(jì)為地下開(kāi)采，開(kāi)采標(biāo)高為770m至50m標(biāo)高，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)量核實(shí)并備案的2號(hào)礦體。根據(jù)原采礦許可證生產(chǎn)規(guī)模、礦床賦存條件和開(kāi)采技術(shù)條件，礦山建設(shè)規(guī)模為19×104t/a，礦山服務(wù)年限為3.7年，最終產(chǎn)品為鐵礦石。開(kāi)采方式為地下開(kāi)采，采礦方法為無(wú)底柱分段崩落法。

礦床采用豎井+盲斜井開(kāi)拓，中段選用CJY3/6G型3t電機(jī)車(chē)，牽引0.7m3翻斗礦車(chē)運(yùn)輸?shù)V巖石，機(jī)械抽出式通風(fēng)，對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。

礦山目前已形成完整的開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)，在礦區(qū)南側(cè)有一提升豎井，井筒凈斷面φ5m，該井用于提升礦巖、人員、材料和設(shè)備等，兼做入風(fēng)井和安全出口。采用2JK-2.5×1.2/20E雙筒提升機(jī)提升，配套電機(jī)功率220kW。在礦區(qū)北側(cè)有一回風(fēng)豎井，井筒斷面φ3.5m，井底標(biāo)高333m，井深390.658m。

在458m中段內(nèi)、2a號(hào)勘探線(xiàn)附近、巖石移動(dòng)界線(xiàn)20m外設(shè)一條盲斜井，用于提升人員（乘坐XRC-10/6型人車(chē)）、礦巖、材料和設(shè)備等，兼做安全出口及入風(fēng)井，該斜井內(nèi)設(shè)踏步及扶手。井筒傾角25°，井口標(biāo)高458m，井底標(biāo)高398m，高度60m，井筒凈斷面為9.27m2。斜井上口與458m中段采用甩車(chē)場(chǎng)連接，底部采用平車(chē)場(chǎng)與398m中段連接。在398m中段內(nèi)、2號(hào)勘探線(xiàn)附近、巖石移動(dòng)界線(xiàn)20m外設(shè)一條盲斜井，用于提升人員（乘坐XRC-10/6型人車(chē)）、礦巖，井內(nèi)設(shè)踏步及扶手。井筒傾角25°，井口標(biāo)高398m，井底標(biāo)高338m，高度60m，井筒凈斷面為9.27m2。盲斜井上口與398m中段采用甩車(chē)場(chǎng)連接，底部采用平車(chē)場(chǎng)與338m中段連接。

設(shè)有458m、398m和338m中段，段高60m，其中458m現(xiàn)為回風(fēng)中段。中段選用CJY3/6G型3t電機(jī)車(chē)，牽引0.7m3翻斗礦車(chē)運(yùn)輸?shù)V巖石。

利舊458m排水泵站，并在338m中段底車(chē)場(chǎng)附近增設(shè)排水泵站。338m中段積水排至458m中段，再由458m水泵排至地表高位水池。一段排水選用D155-30×5型水泵3臺(tái)，二段排水選用D155-30×9型水泵3臺(tái)。

利舊現(xiàn)有風(fēng)井，風(fēng)井內(nèi)設(shè)梯子間和照明，該井用于回風(fēng)，兼做安全出口。采用機(jī)械通風(fēng)，對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式。礦井需風(fēng)量35.23m3/s，利舊現(xiàn)有4-72№20B型通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率90kW。

目前礦山產(chǎn)出廢石均堆放于露天采坑內(nèi)，生產(chǎn)期內(nèi)，預(yù)計(jì)每年仍將產(chǎn)生3.8萬(wàn)t廢石，預(yù)計(jì)生產(chǎn)期3.7年內(nèi)，固體廢棄物堆放量為6.83×104m3，除一部分用于道路修建、井筒封閉外，其余可全部堆存于露天坑。

3 土地利用現(xiàn)狀

東溝礦礦區(qū)總面積為47.62hm2，其中旱地1.74hm2，占礦區(qū)總面積的3.65%；有林地面積為28.6hm2，占礦區(qū)總面積的60.05%；灌木林地0.97hm2，占礦區(qū)總面積的2.04%；其他林地1.07hm2，占礦區(qū)總面積的2.25%；其他草地0.28hm2，占礦區(qū)總面積的0.59%；村莊0.26hm2，占礦區(qū)總面積的0.55%；采礦用地14.7hm2，占礦區(qū)總面積的30.87%。

4 土地?fù)p毀與評(píng)估

4.1 土地?fù)p毀環(huán)節(jié)和時(shí)序

在生產(chǎn)過(guò)程中本項(xiàng)目對(duì)土地造成的損毀可分為直接損毀和間接損毀兩種。直接損毀主要發(fā)生在基建期，其表現(xiàn)形式為土地直接占用，地面大規(guī)模碾壓，地表形態(tài)和功能發(fā)生根本改變，如工業(yè)廣場(chǎng)等，由于本項(xiàng)目屬于正在生產(chǎn)礦井，基建期已過(guò)，所以該直接損毀范圍可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)對(duì)其進(jìn)行確定。

間接損毀主要發(fā)生在生產(chǎn)期，其表現(xiàn)形式主要為地表因井下開(kāi)采發(fā)生移動(dòng)變形，形成采空崩塌區(qū)。采空崩塌對(duì)土地的損毀是隨著采礦工作面的推進(jìn)而逐漸發(fā)生的，因而在時(shí)間上是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，在空間上也有一定的影響范圍。當(dāng)開(kāi)采活動(dòng)停止后，上覆巖石和地表的移動(dòng)、變形、沉陷和損毀亦將在一定時(shí)間逐漸終止于一定范圍之內(nèi)。所以礦區(qū)生產(chǎn)建設(shè)對(duì)土地的損毀方式主要為壓占、挖損及崩塌。

由于東溝鐵礦建成的年代已久，各種基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)十分完善。依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)，所產(chǎn)出的礦石隨采隨賣(mài)，礦石場(chǎng)、辦公區(qū)等設(shè)施均能夠滿(mǎn)足將來(lái)生產(chǎn)的要求。但采礦工藝將繼續(xù)產(chǎn)生廢石，礦石場(chǎng)的破壞面積將會(huì)有所增加。同時(shí)隨著地下開(kāi)采的進(jìn)行，會(huì)致使地面產(chǎn)生崩塌面積及伴生地裂縫增加。

土地破壞方式主要表現(xiàn)方式為：挖損、壓占和崩塌。其中，辦公區(qū)、工業(yè)場(chǎng)地為壓占破壞；露天采場(chǎng)（崩塌區(qū)外）為挖損；崩塌區(qū)將會(huì)產(chǎn)生崩塌破壞。

4.2 已損毀各類(lèi)土地現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)項(xiàng)目區(qū)范圍實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，東溝鐵礦土地復(fù)墾項(xiàng)目區(qū)內(nèi)已破壞土地集中在2個(gè)區(qū)域。1個(gè)區(qū)域?yàn)?礦組的開(kāi)采、辦公區(qū)，包括1條截洪溝、2個(gè)井口、1個(gè)露天采坑（含崩塌區(qū)）、相應(yīng)的辦公區(qū)、道路以及工業(yè)場(chǎng)地，破壞方式為挖損、壓占、崩塌，損毀面積共7.94hm2，其中采礦用地5.7hm2，有林地2.24hm2，破壞方式為挖損、壓占和崩塌。；2區(qū)為2、3礦組的開(kāi)采區(qū)包括1個(gè)露天采坑、道路，破壞方式為挖損、壓占，損毀面積共3.77hm2（其中露天采坑3.63hm2，礦山道路0.14hm2），其中采礦用地2.39hm2，有林地 1.3hm2，其他林地 0.03hm2，旱地 0.05hm2，破壞方式為挖損和壓占。

5 土地復(fù)墾設(shè)計(jì)

本次土地復(fù)墾，將復(fù)墾責(zé)任面積12.19hm2土地進(jìn)行復(fù)墾，其中0.54hm2責(zé)任面積復(fù)墾為有林地；11.65hm2責(zé)任面積復(fù)墾為其他草地。

（1）辦公區(qū)及工業(yè)場(chǎng)地復(fù)墾設(shè)計(jì)

復(fù)墾面積：0.54hm2；復(fù)墾方向：有林地和其它草地；

復(fù)墾工藝：

①拆除地面建筑物和清除地表硬質(zhì)層，并將所產(chǎn)生的建筑垃圾運(yùn)至露天采坑。共拆除地面建筑物約2100m3；清除地表硬質(zhì)層0.2m，清除量為1080m3；

②土地平整，把設(shè)計(jì)地面線(xiàn)以上的土一次挖去，起高墊低，平整面積0.54hm2；

③土地翻耕或覆土，翻耕深度30cm，翻耕面積0.54hm2；

④種植綠肥和落葉松，草種為紫花苜蓿，技術(shù)指標(biāo)為20kg/hm2，撒播紫花苜蓿2年，撒播面積0.5hm2；樹(shù)種選擇落葉松（2年生，一級(jí)苗，苗高1m），造林密度為行距2m，株距2m，穴徑×穴深=30cm×60cm，栽植面積0.54hm2，共 1350 株。

土地平整、翻耕剖面圖見(jiàn)圖1。

（2）1區(qū)露天采坑、崩塌區(qū)

復(fù)墾面積：7.74hm2；復(fù)墾方向：其他草地；

復(fù)墾工藝：

①土地平整，采用推土機(jī)及人工把設(shè)計(jì)地面線(xiàn)以上的土一次挖去，起高墊低，平整面積7.74hm2；

②客土覆土，覆土面積7.74hm2，覆土厚度為0.3m，覆土量23220m3；

圖1 工業(yè)廣場(chǎng)區(qū)復(fù)墾剖面圖（示意）

③種植綠肥，草種為紫花苜蓿，技術(shù)指標(biāo)為20kg/hm2，撒播紫花苜蓿2年，撒播面積7.74hm2。

④在邊坡角處按20cm的間距種植當(dāng)?shù)剡m宜生長(zhǎng)的爬山虎，使其沿立面向上生長(zhǎng)，以便使坡面形成一定密度的植被，需種植爬山虎的邊坡長(zhǎng)度494m，共2470株。

（3）2區(qū)露天采坑

復(fù)墾面積：3.63hm2；復(fù)墾方向：其他草地；

復(fù)墾工藝：

①土地平整，采用推土機(jī)及人工把設(shè)計(jì)地面線(xiàn)以上的土一次挖去，起高墊低，平整面積3.77hm2；

②客土覆土，覆土面積3.63hm2，覆土厚度為0.3m，覆土量10890m3；

③種植綠肥，草種為紫花苜蓿，技術(shù)指標(biāo)為20kg/hm2，撒播紫花苜蓿2年，撒播面積3.63hm2。

④在露天采坑邊坡角處按20cm的間距種植當(dāng)?shù)剡m宜生長(zhǎng)的爬山虎，使其沿立面向上生長(zhǎng)，以便使坡面形成一定密度的植被，需種植爬山虎的邊坡長(zhǎng)度690m，共3450株。

（4）道路

復(fù)墾面積：0.28hm2；復(fù)墾方向：其他草地；

復(fù)墾工藝：

①土地平整，采用推土機(jī)及人工把設(shè)計(jì)地面線(xiàn)以上的土一次挖去，起高墊低，平整面積0.28hm2；

②客土覆土，覆土面積0.28hm2，覆土厚度為0.3m，覆土量840m3；

③種植綠肥，草種為紫花苜蓿，技術(shù)指標(biāo)為20kg/hm2，撒播紫花苜蓿2年，撒播面積0.28hm2。

各區(qū)所覆表土來(lái)源于板石礦業(yè)有限責(zé)任公司其它工程，運(yùn)距約為3.0～4.0km。

6 結(jié)論

土地復(fù)墾區(qū)及復(fù)墾責(zé)任范圍為12.19hm2，復(fù)墾根據(jù)土地適宜性評(píng)價(jià)，損毀區(qū)復(fù)墾為有林地面積0.54hm2，復(fù)墾為其他草地11.65hm2，復(fù)墾率100%。